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工业交换机的背板带宽及计算方法

日期: 2022-07-29
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    交换机的背板带宽,是工业交换机插口CPU或接口卡和系统总线间能够吞吐量的较大信息量。背板带宽标志着工业交换机总的数据交换能力,单位为Gbps,也叫交换带宽,一般的工业交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台工业交换机的背板带宽越高,所能处理数据的能力就越强,但同时设计成本也会越高。


    背板带宽资源的利用率与工业交换机的内部结构息息相关。工业交换机的内部结构主要有以下几种:一是共享内存结构,这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接,由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用,尤其是随着工业交换机端口的增加,中央内存的价格会很高,因而交换机内核成为性能实现的瓶颈;二是交叉总线结构,它可在端口间建立直接的点对点连接,这对于单点传输性能很好,但不适合多点传输;三是混合交叉总线结构,这是一种混合交叉总线实现方式,它的设计思路是,将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵,中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数,降低了成本,减少了总线争用;但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。

工业交换机

      购买工业交换机时,你也可以根据端口数和端口速率通过公式计算背板带宽,确定该工业交换机是否满足需求,是否是线速交换机,那么具体怎么计算呢?


        1)线速的背板带宽


        计算工业交换机上全部端口号能出示的总网络带宽。计算方法为端口数*相对端口号速度*2(全双工方式)假如总网络带宽≤允差背板带宽,那么在背板带宽上是线速的。


        2)第二层包转发线速


        第二层包转发率=千兆网卡端口号总数×1.488Mpps+100兆端口号总数*0.1488Mpps+其他种类端口数*相对计算方式,假如这一速度能≤允差二层包转发速度,那么工业交换机在做第二层互换的情况下能够保证线速。


        3)第三层包转发线速


        第三层包转发率=千兆网卡端口号总数×1.488Mpps+100兆端口号总数*0.1488Mpps+其他种类端口数*相对计算方式,假如这一速度能≤允差三层包转发速度,那么工业交换机在做第三层互换的情况下能够保证线速。


       那么,这个千兆端口包转发速率1.488Mpps是怎么获得的呢?


      包转发线速的评价指标是以单位时间内推送64byte的数据文件的数量做为测算标准的。针对千兆以太网而言,计算方式如下:


     1000000000/8/(64+8+12)=1 488 095.2380952pps 即 1.488Mpps,其中1000000000:100Mbps端口传输速率,第一个8:每个字节8位;64:以太网帧的最小长度;第二个8:以太网帧前导码,12:帧间隙

 

        * 针对万兆以太网接口,一个线速端口号的包转发率为14.88Mpps。

 

        * 针对千兆以太网,一个线速端口号的包转发率为1.488Mpps。


        * 针对百兆以太网接口,一个线速端口号的包转发率为0.1488Mpps。


       

      所以说,假如能考虑上边三个标准,那么大家便说这款工业交换机真实保证了线性无堵塞。因此选购工业交换机一定要根据交换机的端口数和端口速率选择背板带宽和包转发率能够达到需求的交换机,否则容易形成系统的瓶颈。

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